JPH1199480A - Polishing pad - Google Patents

Polishing pad

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Publication number
JPH1199480A
JPH1199480A JP26599797A JP26599797A JPH1199480A JP H1199480 A JPH1199480 A JP H1199480A JP 26599797 A JP26599797 A JP 26599797A JP 26599797 A JP26599797 A JP 26599797A JP H1199480 A JPH1199480 A JP H1199480A
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JP
Japan
Prior art keywords
polishing pad
polishing
nonwoven fabric
hardness
woven fabric
Prior art date
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Pending
Application number
JP26599797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masatsugu Enomori
正嗣 榎森
Toshio Nishihara
利雄 西原
Tadaaki Araki
忠昭 荒木
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Ltd filed Critical Teijin Ltd
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Publication of JPH1199480A publication Critical patent/JPH1199480A/en
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  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a polishing pad which has satisfactory hardness and wet strength and by which clogging is eliminated by specifying the hardness of the polishing pad surface formed by a non-woven fabric formed by non-heat fused fiber impregnated with high molecular elastic polymer. SOLUTION: A non-woven fabric for forming a polishing pad is formed by a non-heat fused fiber, and the hardness (JIS K6301 A type) of the polishing pad surface is set from 85 deg. to 99 deg. both inclusive. The apparent density of the non-woven fabric is preferably from 0.2 to 0.5 both inclusive. If the apparent density of the non-woven fabric is smaller than 0.2, the hardness of the obtained non-woven fabric becomes low. If it is larger than 0.5, the obtained non-woven fabric is of so close texture that the liquid permeability is deteriorated and retention and liquid discharge of slurry is deteriorated. The obtained non-woven fabric is impregnated with high molecular elastic polymer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明発明は、半導体ウエハ
ー用、液晶ガラス用、ハードディスク用等の精密研磨用
研磨パッドに関するものである。更に詳しくは、半導体
デバイスの製造工程における多層配線形成工程で用いら
れる化学的機械研磨(以下、「CMP」という。)用の
研磨パッドに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing pad for precision polishing for a semiconductor wafer, a liquid crystal glass, a hard disk or the like. More specifically, the present invention relates to a polishing pad for chemical mechanical polishing (hereinafter, referred to as “CMP”) used in a multilayer wiring forming step in a semiconductor device manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、精密研磨用研磨パッドに関して
は、いくつかの提案がある。例えば、特開平2−232
173号公報、特開平4−115875号公報には、そ
れぞれ半導体ウエハー用、板ガラス製品用の研磨パッド
としてポリウレタンの発泡体からなる研磨パッドが記載
されている。研磨パッドの一般的要求特性としては、研
磨速度の速さ、研磨性能の安定性、研磨精度としての面
内均一性等が挙げられるが、CMP用研磨パッドの場
合、特に面内のグローバルな領域における段差平坦性が
重要となる。該段差平坦性を満足するためにはパッドを
硬くすることが必要とされることから、従来、酸化膜の
CMP用研磨パッドとしては、硬いポリウレタン樹脂の
発泡シートよりなる研磨パッドが使用されている。しか
しながら、該研磨パッドは、長時間研磨していると、研
磨するときに使用する研磨剤や研磨くずが該研磨パッド
表面の独立気泡の穴につまってしまい、数回使用するた
びに該研磨パッド表面をダイアモンド等で削りドレッシ
ングしなければならないという不便があった。また、こ
の用途には、レーヨンからなる不織布に合成樹脂を含浸
させた研磨パッドも使用されているが、該研磨パッド
は、不織布の湿潤強度が弱いため、長時間の使用に絶え
られず、更に、硬度が低く、半導体ウエハーの平坦性を
十分に満足することはできなかった。一方、特開平3−
59157号公報には、芳香族ポリアミド繊維からなる
不織布を熱収縮硬化させた研磨パッドが記載されてい
る。しかしながら、該研磨パッドは、硬度(JIS K
6301 A型)82°であり、半導体ウエハーの平坦
性を満足するには不十分であった。
2. Description of the Related Art There have been several proposals for polishing pads for precision polishing. For example, JP-A-2-232
JP-A-173-173 and JP-A-4-115875 describe polishing pads made of polyurethane foam as polishing pads for semiconductor wafers and flat glass products, respectively. The general required characteristics of the polishing pad include high polishing speed, stability of polishing performance, in-plane uniformity as polishing accuracy, and the like. In the case of a polishing pad for CMP, in particular, a global region in the surface. Is important. In order to satisfy the step flatness, it is necessary to harden the pad. Therefore, as a polishing pad for CMP of an oxide film, a polishing pad made of a foamed sheet of a hard polyurethane resin has conventionally been used. . However, if the polishing pad is polished for a long time, the polishing agent or polishing debris used for polishing is clogged in the holes of the closed cells on the surface of the polishing pad. There was an inconvenience that the surface had to be dressed with diamond or the like. In this application, a polishing pad obtained by impregnating a synthetic resin into a nonwoven fabric made of rayon is also used.However, since the polishing pad has a low wet strength, it cannot be used for a long time. And the hardness was low, and the flatness of the semiconductor wafer could not be sufficiently satisfied. On the other hand,
Japanese Patent No. 59157 describes a polishing pad obtained by heat shrink-hardening a nonwoven fabric made of an aromatic polyamide fiber. However, the polishing pad has a hardness (JIS K
6301 A type) of 82 °, which was insufficient to satisfy the flatness of the semiconductor wafer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、半導体ウエハー用、液晶ガラス用、ハードディスク
用等の精密研磨用研磨パッド、特にCMP用研磨パッド
に関して、十分な硬度と湿潤強度を有し、かつ、ダイア
モンド砥石を用いて研削をおこなうドレッシングを行わ
なくても、剛毛ブラッシング等の簡易ドレッシングのみ
で目詰まりを解消することができる研磨パッドを提供す
ることを目的に鋭意検討を重ねた結果、本発明を見出
し、精密研磨用、特にCMP用として優れた研磨パッド
を完成するに至った。
Accordingly, the present inventors have developed a polishing pad for precision polishing such as a semiconductor wafer, a liquid crystal glass, and a hard disk, particularly a polishing pad for CMP, which has sufficient hardness and wet strength. In addition, the results of intensive studies aimed at providing a polishing pad that can eliminate clogging with only a simple dressing such as bristle brushing without performing dressing that performs grinding using a diamond whetstone The present invention has been found, and an excellent polishing pad for precision polishing, particularly for CMP has been completed.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、高
分子弾性重合体を含浸させた、非熱融着繊維で構成され
る不織布からなる研磨パッドにおいて、研磨パッド表面
の硬度が85°以上99°以下であることを特徴とする
研磨パッドである。
That is, the present invention relates to a polishing pad comprising a nonwoven fabric made of non-heat-fused fibers impregnated with a high-molecular elastic polymer, wherein the polishing pad surface has a hardness of 85 ° or more. A polishing pad characterized by being at most 99 °.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下本発明について、詳細に説明
する。本発明の研磨パッドを構成する不織布は、非熱融
着繊維からなるものであれば特に限定はないが、CMP
用研磨パッドに求められる平坦性を高めるために、得ら
れる研磨パッド表面の硬度(JIS K6301 A
型)を85°以上99°以下、好ましくは88°以上9
8°以下としなければならないこと、および、研磨スラ
リーの強酸・強アルカリ等に耐えられる耐薬品性を必要
とすることから、合成繊維からなることが望ましく、か
つ、高密度不織布であることが好ましい。ここで、用い
られる合成繊維の成分としては、繊維形成性の樹脂であ
れば特に限定はないが、例えば、ポリエステル、ポリア
ミド、ポリオレフィン等が挙げられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. The nonwoven fabric constituting the polishing pad of the present invention is not particularly limited as long as it is made of non-heat-fused fibers.
Hardness of the obtained polishing pad (JIS K6301A)
Mold) from 85 ° to 99 °, preferably from 88 ° to 9 °
Since it must be 8 ° or less, and because the polishing slurry needs to have chemical resistance to withstand strong acids and strong alkalis, it is desirable that the polishing slurry be made of synthetic fibers, and it is preferable that the polishing slurry be a high-density nonwoven fabric. . Here, the synthetic fiber component used is not particularly limited as long as it is a fiber-forming resin, and examples thereof include polyester, polyamide, and polyolefin.

【0006】非熱融着繊維としては、ポリエステル繊
維、ポリアミド繊維、ポリウレタン繊維等が挙げられる
が、ポリエステル繊維を用いることが好ましい。また、
非熱融着繊維として熱収縮性を有する繊維を用いること
が、不織布の密度および硬度を調整する上で好ましい。
ここで、用いる熱収縮性繊維としては、70℃の温水中
で30%以上90%以下収縮する繊維であることが好ま
しく、35%以上70%以下収縮する繊維であることが
特に好ましい。更に、ポリエステル繊維を用いる場合
は、研磨剤スラリーとの馴染みを良くするため、親水化
処理を施し、吸水速度を高めることが好ましい。この非
熱融着繊維は、一種類のみならず多種類の非熱融着繊維
を混合して用いることもできる。
Examples of the non-heat-fused fibers include polyester fibers, polyamide fibers, polyurethane fibers and the like, and it is preferable to use polyester fibers. Also,
It is preferable to use a heat-shrinkable fiber as the non-heat-fused fiber in order to adjust the density and hardness of the nonwoven fabric.
Here, the heat-shrinkable fiber used is preferably a fiber that shrinks by 30% or more and 90% or less in hot water at 70 ° C., and particularly preferably a fiber that shrinks by 35% or more and 70% or less. Further, when polyester fibers are used, it is preferable to increase the water absorption rate by performing a hydrophilic treatment in order to improve the compatibility with the abrasive slurry. This non-heat-fused fiber can be used by mixing not only one kind but also many kinds of non-heat-fused fibers.

【0007】上記繊維から不織布を作成する方法は、例
えば、ニードルパンチ法、スパンボンド法、スパンレー
ス法,ケミカルボンド法等、従来公知の方法が用いられ
る。例えば、上記非熱融着繊維からなる不織布を作成す
るには、この繊維を適当な長さにカットした短繊維を混
綿し、ローラーカード,フラットカード等を使用して開
綿し、紡出した繊維を機械的に積層するか、空気流を使
って積層する。その後、ニードルロッカー等によりバー
ブ付針でパンチングするか、高圧水流を利用して絡合処
理し、不織布を得る。かかる不織布の見掛け密度は、
0.2以上0.5以下であることが好ましく、0.25
以上0.4以下であることが特に好ましい。不織布の見
掛け密度が0.2より小さいと得られた不織布の硬度が
低くなり、0.5より大きいと得られた不織布の目がつ
まりすぎて通液性が悪くなり、スラリーの保持あるいは
放液が悪くなる。ここで、見掛け密度とは、不織布の目
付(単位面積当たりの重量)を厚さで除して算出する。
As a method for producing a nonwoven fabric from the above fibers, a conventionally known method such as a needle punch method, a spun bond method, a spun lace method, a chemical bond method and the like are used. For example, in order to produce a non-woven fabric made of the above-mentioned non-heat-fused fibers, short fibers obtained by cutting the fibers into an appropriate length are mixed, cotton-spun using a roller card, flat card, or the like, and spun. The fibers are laminated mechanically or using an air stream. Thereafter, punching is performed with a needle with a barb using a needle rocker or the like, or entanglement treatment is performed using a high-pressure water stream to obtain a nonwoven fabric. The apparent density of such nonwoven fabric is
It is preferably 0.2 or more and 0.5 or less, and 0.25 or less.
It is particularly preferable that the ratio be not less than 0.4 and not more than 0.4. When the apparent density of the nonwoven fabric is smaller than 0.2, the hardness of the obtained nonwoven fabric is low, and when it is larger than 0.5, the obtained nonwoven fabric is too clogged to deteriorate the liquid permeability and retains or discharges the slurry. Gets worse. Here, the apparent density is calculated by dividing the basis weight (weight per unit area) of the nonwoven fabric by the thickness.

【0008】得られた不織布には、高分子弾性重合体が
含浸される(以下、高分子弾性重合体が含浸された不織
布を「基材」という)。ここで、用いられる高分子弾性
重合体としては、特に限定はないが、例えばポリウレタ
ン樹脂、ポリエステルエラストマー樹脂、ポリウレア樹
脂、ポリウレタン・ポリウレア樹脂、ポリアクリル酸樹
脂、アクリロニトリル・ブタジエン樹脂、スチレン・ブ
タジエン樹脂等が挙げられるが、なかでもポリウレタン
樹脂、ポリウレアポリウレア樹脂、ポリウレタン・ポリ
ウレア樹脂等のポリウレタン系樹脂が好ましく、ポリウ
レタン樹脂であることが特に好ましい。ポリウレタン樹
脂の種類としては特に限定はなく、具体的にはエステル
系、エーテル系、エステルエーテル系、エーテルカーボ
ネート系等が挙げられる。これらポリウレタン系樹脂
は、平均分子量500〜4000のポリエーテルグリコ
ール、ポリエステルグリコール、ポリエステル・エーテ
ルグリコール、ポリカプロラクトングリコール、ポリカ
ーボネートグリコール等から選ばれた、一種または二種
以上のポリマーグリコールと、4,4’−ジフェニルメ
タンジイソシアネート、キシリレジンイソシアネート、
トリレジンイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジ
イソシアネート、イソフォロンジイソシアネート等の有
機ジイソシアネートと、低分子グリコール、ジアミン、
ヒドラジン、または有機酸ヒドラジッド、アミノ酸ヒド
ラジッド等のヒドラジン誘導体等から選ばれた鎖伸長剤
とを反応させて得られたものである。
The obtained nonwoven fabric is impregnated with a polymer elastic polymer (hereinafter, the nonwoven fabric impregnated with the polymer elastic polymer is referred to as “base material”). Here, the polymer elastic polymer used is not particularly limited. For example, polyurethane resin, polyester elastomer resin, polyurea resin, polyurethane polyurea resin, polyacrylic acid resin, acrylonitrile-butadiene resin, styrene-butadiene resin, etc. Among them, a polyurethane resin such as a polyurethane resin, a polyurea polyurea resin, or a polyurethane / polyurea resin is preferable, and a polyurethane resin is particularly preferable. The type of the polyurethane resin is not particularly limited, and specific examples thereof include an ester type, an ether type, an ester ether type, and an ether carbonate type. These polyurethane-based resins include one or more polymer glycols selected from polyether glycol, polyester glycol, polyester ether glycol, polycaprolactone glycol, polycarbonate glycol and the like having an average molecular weight of 500 to 4000, and 4,4 ′. -Diphenylmethane diisocyanate, xylylene resin isocyanate,
Organic diisocyanates such as triresin isocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, and isophorone diisocyanate, low-molecular-weight glycols, diamines,
It is obtained by reacting with a chain extender selected from hydrazine or a hydrazine derivative such as an organic acid hydrazide or an amino acid hydrazide.

【0009】ここで、用いられる樹脂は線状の樹脂であ
ることが好ましく、更に、用いられる樹脂の100%モ
ジュラスが200kgf/cm2以上500kgf/c
2以下であることが更に好ましい。殊にでも210k
gf/cm2以上400kgf/cm2以下であることが
特に好ましい。樹脂の100%モジュラスの高いものを
用いることによって、該基材を用いて得られた研磨パッ
ド表面の硬度を高くすることができる。
Here, the resin used is preferably a linear resin, and the resin used has a 100% modulus of 200 kgf / cm 2 or more and 500 kgf / c.
More preferably, it is not more than m 2 . Especially 210k
It is particularly preferable that it is not less than gf / cm 2 and not more than 400 kgf / cm 2 . By using a resin having a high 100% modulus, the hardness of the surface of the polishing pad obtained by using the substrate can be increased.

【0010】また前記高分子弾性重合体を不織布中に含
浸させるためには、通常、該高分子弾性重合体を有機溶
剤溶液または分散液(水性エマルジョンを含む)の形で
不織布に含浸させる。ここで、高分子弾性重合体の溶剤
を含む溶液としては、ジメチルホルムアミド、ジエチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフ
ラン等の高分子弾性重合体の良溶媒からなる溶液、ある
いは、メチルエチルケトン等の貧溶媒に水を分散したよ
うな分散溶液、または、これらに更に高分子弾性重合体
を混合した溶液等が好ましく用いられる。これらの高分
子弾性重合体の溶剤を含む溶液は、前記高分子弾性重合
体の一部を溶解、または、膨潤させる必要があることか
ら、高分子弾性重合体の溶剤を少なくとも50%以上、
好ましくは60%以上含有することが好ましい。含浸さ
せる高分子弾性重合体の濃度は、溶液の粘度等の点か
ら、0.1〜40%であることが好ましく、1〜30%
であること特に好ましい。濃度が0.1%より低いと、
高分子弾性重合体の不織布への固着量が少なくなり、必
要とする硬度が得られ難くなる。一方、濃度40%より
高いと、高分子弾性重合体の溶液粘度が高くなりすぎて
不織布への含浸ができなくなるという欠点がある。含浸
させる高分子弾性重合体は、不織布の重量に対して5%
〜100%範囲で選定することが好ましい。この割合が
5%より少ないと、樹脂が繊維の交絡点および外周部
に、薄くあるいは部分的に付着するだけとなり、最終的
に得られる研磨パッドの硬度が低くなる。また、100
%より多いと基材の構造が緻密になりすぎ、空孔が充填
されすぎて研磨パッドとして用いた場合、遊離している
微粒子や研磨屑の流通が阻害され、目詰まりを起こし易
くなる。
In order to impregnate the high-molecular elastic polymer into the non-woven fabric, the non-woven fabric is usually impregnated with the high-molecular elastic polymer in the form of an organic solvent solution or dispersion (including an aqueous emulsion). Here, as the solution containing the solvent of the polymer elastic polymer, a solution composed of a good solvent of the polymer elastic polymer such as dimethylformamide, diethylformamide, dimethylacetamide, or tetrahydrofuran, or water in a poor solvent such as methyl ethyl ketone is used. A dispersion solution in which the polymer is dispersed, a solution in which a high-molecular elastic polymer is further mixed, or the like is preferably used. Since the solution containing the solvent for the polymer elastic polymer needs to dissolve or swell a part of the polymer elastic polymer, the solvent for the polymer elastic polymer is at least 50% or more.
Preferably, the content is 60% or more. The concentration of the polymer elastic polymer to be impregnated is preferably from 0.1 to 40%, from the viewpoint of the viscosity of the solution, and is preferably from 1 to 30%.
Is particularly preferred. If the concentration is lower than 0.1%,
The amount of the polymer elastic polymer fixed to the nonwoven fabric is reduced, and it becomes difficult to obtain the required hardness. On the other hand, when the concentration is higher than 40%, there is a disadvantage that the solution viscosity of the high-molecular elastic polymer becomes too high and impregnation of the nonwoven fabric cannot be performed. The polymer elastic polymer to be impregnated is 5% based on the weight of the nonwoven fabric.
It is preferable to select in the range of 100%. If this ratio is less than 5%, the resin will thinly or only partially adhere to the entanglement point and the outer peripheral portion of the fiber, and the hardness of the polishing pad finally obtained will be low. Also, 100
%, The structure of the base material becomes too dense, and when used as a polishing pad because the pores are filled too much, the flow of free fine particles and polishing dust is hindered and clogging is likely to occur.

【0011】また、得られた基材の乾燥は、40℃〜1
50℃で、1分〜60分、空気または窒素雰囲気下で行
う。該乾燥条件を外れる場合、不織布に含浸した高分子
弾性重合体が不織布の下層側に移動して局在化したり、
使用した溶剤の蒸発の激しい方へ移行してしまい、不織
布中への高分子弾性重合体の均一な含浸が妨げられる。
The obtained substrate is dried at 40.degree.
Performed at 50 ° C. for 1 minute to 60 minutes under an air or nitrogen atmosphere. When the drying conditions are not satisfied, the high molecular elastic polymer impregnated in the nonwoven fabric moves to the lower layer side of the nonwoven fabric and is localized,
The solvent used shifts to a direction where evaporation of the solvent is intense, and uniform impregnation of the high-molecular elastic polymer into the nonwoven fabric is prevented.

【0012】得られた基材には、親水性を付与すること
が好ましい。CMPは、研磨スラリーを用いるため水に
濡れた状態で行われ、基材と研磨スラリーとの馴染みを
良くするため基材の吸水速度を挙げることが好ましい。
ここで、基材の吸水速度を挙げるため、用いられる基材
に親水性処理を行うが、用いられる親水性処理剤として
は、例えば、被研磨物であるウエハーを金属汚染しない
ノニオン性のもの等が挙げられる。具体的には、アルキ
ルおよびアリルポリオキシエチレンエ−テル、アルキル
アリルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエ−テ
ル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピルアルキルエ
−テル、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエ−
テル、ポリエチレングリコ−ル脂肪酸エステル、ジメチ
ルポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体等が
好ましく挙げられる。基材に該処理を施す方法として
は、例えば、基材を親水性処理剤に含浸し、次いでニッ
プロールで絞る方法、あるいは基材にメッシュロールで
親水性処理剤を塗布する方法等が好ましく用いられる。
該処理を行った後の含浸基材の吸水速度は、パッド表面
に研磨スラリーを1ミリリットル落とした場合の吸収時
間が1秒以上60秒以内であることが好ましく、15秒
以上40秒以内であることが特に好ましい。一般的な研
磨工程では、研磨スラリーをパッド上に流しはじめてか
ら約1分以内に研磨が開始されるので、吸収時間は早い
ほど好ましい。また該親水性付与の処理は不織布の状態
で行ってもよい。
It is preferable to impart hydrophilicity to the obtained substrate. The CMP is performed in a state of being wet with water because a polishing slurry is used, and it is preferable to increase the water absorption rate of the substrate in order to improve the familiarity between the substrate and the polishing slurry.
Here, in order to increase the water absorption rate of the substrate, the substrate to be used is subjected to a hydrophilic treatment. As the hydrophilic treatment agent to be used, for example, a nonionic material that does not contaminate the wafer to be polished is used. Is mentioned. Specifically, alkyl and allyl polyoxyethylene ethers, alkyl allyl formaldehyde condensed polyoxyethylene ethers, polyoxyethylene polyoxypropyl alkyl ethers, and polyoxyethylene ethers of glycerin esters
Preferred are ter, polyethylene glycol fatty acid esters, and dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene copolymers. As a method of applying the treatment to the substrate, for example, a method of impregnating the substrate with a hydrophilic treatment agent and then squeezing with a nip roll, or a method of applying the hydrophilic treatment agent to the substrate with a mesh roll is preferably used. .
The water absorption rate of the impregnated substrate after performing the treatment is preferably 1 to 60 seconds, and more preferably 15 to 40 seconds when the polishing slurry is dropped on the pad surface by 1 milliliter. Is particularly preferred. In a general polishing step, polishing is started within about 1 minute after the polishing slurry is started to flow on the pad. Therefore, the absorption time is preferably as fast as possible. The treatment for imparting hydrophilicity may be performed in a non-woven fabric state.

【0013】更に、本発明の基材は、湿潤状態での長時
間の使用に耐えるため、湿潤強度の優れたものであるこ
とが好ましい。また、本発明では、不織布表面にロ−ル
との滑りを良くする、あるいは研磨パッドの面平滑性を
良くする等の目的のため、ポリマ−溶液をメッシュロ−
ル等で塗布しても良い。
Furthermore, the substrate of the present invention preferably has excellent wet strength in order to withstand long-term use in a wet state. In the present invention, the polymer solution is mesh-rolled for the purpose of improving the slip with the roll on the surface of the nonwoven fabric or improving the surface smoothness of the polishing pad.
It may be applied with a tool or the like.

【0014】本発明は、上記基材を用いて、裏面への粘
着剤テープの積層や、所定の円板サイズに裁断する等の
後加工を行い、研磨パッドとする。ここで、得られた研
磨パッド表面の硬度(JIS K6301 A型)は8
5°以上99°以下、好ましくは88°以上98°以下
である。また、該研磨パッドは、その製造工程の途中、
例えば、不織布を構成する繊維の段階、あるいは不織布
を製造した段階等で、親水化処理を施し、得られた研磨
パッドの吸水速度を、1秒/ml〜60秒/mlとする
ことが好ましく、15秒/ml〜40秒/mlとするこ
とが特に好ましい。
According to the present invention, a polishing pad is obtained by performing post-processing such as lamination of an adhesive tape on the back surface or cutting into a predetermined disk size using the above-mentioned base material. Here, the hardness (JIS K6301 A type) of the obtained polishing pad surface is 8
5 ° or more and 99 ° or less, preferably 88 ° or more and 98 ° or less. In addition, the polishing pad, during the manufacturing process,
For example, at the stage of the fiber constituting the nonwoven fabric, or at the stage of manufacturing the nonwoven fabric, the hydrophilic treatment is performed, and the water absorption rate of the obtained polishing pad is preferably set to 1 second / ml to 60 seconds / ml, It is particularly preferred to be 15 seconds / ml to 40 seconds / ml.

【0015】該研磨パッドは、更に必要に応じてパッド
表面にパンチング(穴あけ)加工、グルービング(溝切り)
加工等の2次加工を施してもよい。
The polishing pad may be further subjected to punching (drilling) and grooving (grooving) on the pad surface as necessary.
Secondary processing such as processing may be performed.

【0016】該研磨パッドは、それ単独でも充分な研磨
速度を達成することができるが、更に高速の研磨速度を
達成するために、特開平6−21028号公報、特開平
6−77185号公報に記載されているように、基材の
下層に弾性層を積層して研磨パッドを作成してもよい。
弾性層を積層することは、被研磨物および研磨液膜を介
して、研磨パッドに伝わる研磨圧力を圧接面内におい
て、垂直かつ等分に伝え、研磨パッド自体の圧力変形を
できるだけ小さく、かつ、均一に起こすことができると
いう点で、高い研磨速度と精度のよい面内均一性とを達
成し、ウエハーの面ダレおよびフチダレを防ぐのに好ま
しい。ここで用いられる弾性層としては、ウレタンフォ
ーム材料、不織布、ウレタンを含浸させた不織布等が好
ましく用いられる。
Although the polishing pad alone can achieve a sufficient polishing rate by itself, it has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-21028 and 6-77185 in order to achieve a higher polishing rate. As described, the polishing pad may be made by laminating an elastic layer below the substrate.
By laminating the elastic layer, the polishing pressure transmitted to the polishing pad is vertically and equally transmitted within the pressure contact surface through the polishing object and the polishing liquid film, and the pressure deformation of the polishing pad itself is minimized, and It is preferable to achieve a high polishing rate and accurate in-plane uniformity and prevent the wafer from sagging and bordering, since it can be uniformly generated. As the elastic layer used here, a urethane foam material, a nonwoven fabric, a nonwoven fabric impregnated with urethane, or the like is preferably used.

【0017】[0017]

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。な
お、実施例中以下の値は、下記測定方法によって求め
た。 (1)不織布の見掛け密度 不織布の目付(単位面積あたりの重量)を厚さを除して算
出した。 (2)研磨パッドの硬度 スプリング式硬さ試験A型を用いて、研磨パッド1枚を
用いて測定する以外はJIS Kー6301に準拠して
行った。 (3)湿潤強度 用意したサンプルを1分間水道水につけた後、JIS
K−6550に準拠して引っ張り強度を測定した。 (4)吸水速度 研磨パッドの表面に、水1mlを落としたときの吸水時
間を測定した。
The present invention will be described below with reference to examples.
The present invention is not limited to these examples. In the examples, the following values were determined by the following measurement methods. (1) Apparent density of nonwoven fabric The basis weight (weight per unit area) of the nonwoven fabric was calculated by dividing the thickness. (2) Hardness of polishing pad A spring-type hardness test was performed in accordance with JIS K-6301 except that measurement was performed using one polishing pad using a type A spring test. (3) Wet strength After immersing the prepared sample in tap water for 1 minute, JIS
The tensile strength was measured according to K-6550. (4) Water Absorption Rate The water absorption time when 1 ml of water was dropped on the surface of the polishing pad was measured.

【0018】[実施例1] ・非熱融着繊維 固有粘度0.6のポリエチレンテレフタレートを290
℃で溶融紡糸して得た未延伸糸を、63℃の温水溶中で
2.3倍に延伸し、次いで押込型捲縮機によってクリン
プをかけた後、油剤を付与した。得られた繊維は、単糸
繊度2.0デニールであった。該繊維を繊維長51mmに
カットした。得られた繊維を、70℃の温水浴中に2分
間浸漬したところ収縮率50%であった。該繊維を繊維
Aとする。
Example 1 Non-heat-fused fiber 290 polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.6
The undrawn yarn obtained by melt-spinning at a temperature of 63 ° C. was drawn 2.3 times in a hot water solution of 63 ° C., and then crimped by a press-type crimping machine, and an oil agent was applied. The obtained fiber had a single yarn fineness of 2.0 denier. The fiber was cut into a fiber length of 51 mm. When the obtained fiber was immersed in a 70 ° C. warm water bath for 2 minutes, the shrinkage was 50%. This fiber is referred to as fiber A.

【0019】同様に、固有粘度0.6のポリエチレンテ
レフタレートを290℃で溶融紡糸して得た未延伸糸
を、63℃の温水溶中で3.0倍に延伸し、次いで13
0℃で緊張熱処理し、押込型捲縮機によってクリンプを
かけた後、油剤を付与した。得られた繊維は、単糸繊度
1.9デニールであった。該繊維を繊維長51mmにカッ
トした。得られた繊維は、70℃の温水浴中に2分間浸
漬したがまったく収縮しなかった。該繊維を繊維Bとす
る。
Similarly, an undrawn yarn obtained by melt-spinning polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.6 at 290 ° C. is drawn 3.0 times in hot water at 63 ° C.
After tension heat treatment at 0 ° C. and crimping by a press-type crimping machine, an oil agent was applied. The obtained fiber had a single yarn fineness of 1.9 denier. The fiber was cut into a fiber length of 51 mm. The obtained fiber was immersed in a 70 ° C. warm water bath for 2 minutes, but did not shrink at all. This fiber is referred to as fiber B.

【0020】・不織布の製造 上記繊維Aと繊維Bとを67/33の重量比率で混合
し、ローラーカードにかけて、ウエブとなし、キックア
ップバーブを9個有する針を装着したニードルロッカー
ルームで、800本/cm2の打ち込み数でパンチング
した。続いて、69℃の温水に1分間浸漬し、160℃
の加熱ロールを2分間加熱し、目付400g/m2、見
掛密度0.30の緻密な不織布を得た。
Production of Nonwoven Fabric The above-mentioned fiber A and fiber B were mixed at a weight ratio of 67/33, applied to a roller card, formed into a web, and placed in a needle locker room equipped with a needle having 9 kick-up barbs. Punching was performed at a number of shots per cm 2 . Subsequently, it was immersed in hot water of 69 ° C. for 1 minute,
Was heated for 2 minutes to obtain a dense nonwoven fabric having a basis weight of 400 g / m 2 and an apparent density of 0.30.

【0021】・高分子弾性重合体の含浸 得られた不織布に、ポリエチレングリコール変性ポリシ
リコンオイル0.5部を加えた20重量%の100%モ
ジュラス260kgf/cm2のポリウレタン樹脂溶液
100部を含浸した。該不織布を圧力3kgf/cm2
のニップロール間を通して絞り、次いで、100℃の温
風乾燥機中に10分間放置して乾燥し、基材を得た。得
られた基材中における樹脂の繊維に対する重量比率は4
0%であった。
Impregnation of high-molecular elastic polymer The obtained nonwoven fabric was impregnated with 100 parts of a 20% by weight 100% polyurethane resin solution having a modulus of 260 kgf / cm 2 and 0.5 parts of polyethylene glycol-modified polysilicon oil. . The nonwoven fabric is pressed at a pressure of 3 kgf / cm 2
, Squeezed through a nip roll, and then allowed to dry in a hot air drier at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a substrate. The weight ratio of the resin to the fiber in the obtained base material was 4
It was 0%.

【0022】・研磨パッドの製造 得られた基材の裏面に両面粘着テープを積層して研磨パ
ッドを得た。該表面の硬度は96°、吸水速度は34秒
/ml、湿潤強度は21.4kg/cmであった。該研
磨パッドを用いて、半導体ウエハーのCMPを行ったと
ころ、従来の発泡硬質ポリウレタンの研磨パッドに比べ
て、研磨速度は、2.5倍であった。また、研磨パッド
表面をダイアモンドで研削するドレッシングは不要で、
ナイロン剛毛糸によるブラッシングのみで安定した研磨
加工を継続できた。更に、被研磨物である半導体ウエハ
ーの研磨平坦性も良好であり、研磨パッドの寿命も十分
であった。
Production of polishing pad A double-sided pressure-sensitive adhesive tape was laminated on the back surface of the obtained base material to obtain a polishing pad. The hardness of the surface was 96 °, the water absorption rate was 34 seconds / ml, and the wet strength was 21.4 kg / cm. When the semiconductor wafer was subjected to CMP using the polishing pad, the polishing rate was 2.5 times that of the conventional polishing pad made of foamed hard polyurethane. Also, dressing to grind the polishing pad surface with diamond is unnecessary,
Stable polishing could be continued only by brushing with nylon bristle yarn. Furthermore, the polishing flatness of the semiconductor wafer to be polished was good, and the life of the polishing pad was sufficient.

【0023】[実施例2]実施例1で得られた不織布
を、ポリエチレングリコール変性ポリシリコンオイル
1.0重量%水溶液に1分間含浸し、乾燥した後、20
重量%の100%モジュラス300kgf/cm2のポ
リウレタン樹脂溶液100部を含浸した。該不織布を圧
力3kgf/cm2のニップロール間を通して絞り、次
いで、100℃の温風乾燥機中に10分間放置して乾燥
し、基材を得た。得られた基材中における樹脂の繊維に
対する重量比率は35%であった。
Example 2 The nonwoven fabric obtained in Example 1 was impregnated with a 1.0% by weight aqueous solution of polyethylene glycol-modified polysilicon oil for 1 minute, dried, and then dried.
100 parts by weight of a 100% polyurethane resin solution having a modulus of 300 kgf / cm 2 was impregnated with 100 parts. The nonwoven fabric was squeezed through a nip roll having a pressure of 3 kgf / cm 2 , and then left to dry in a hot air drier at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a substrate. The weight ratio of the resin to the fibers in the obtained base material was 35%.

【0024】・研磨パッドの製造 得られた基材の裏面に両面粘着テープを積層して研磨パ
ッドを得た。該表面の硬度は97°、吸水速度は30秒
/ml、湿潤強度は20.4kg/cmであった。該研
磨パッドを用いて、半導体ウエハーのCMPを行ったと
ころ、従来の発泡硬質ポリウレタンの研磨パッドに比べ
て、研磨速度は、2.3倍であった。また、研磨パッド
表面をダイアモンドで研削するドレッシングは不要で、
ナイロン剛毛糸によるブラッシングのみで安定した研磨
加工を継続できた。更に、被研磨物である半導体ウエハ
ーの研磨平坦性も良好であり、研磨パッドの寿命も十分
であった。
Production of polishing pad A double-sided pressure-sensitive adhesive tape was laminated on the back surface of the obtained base material to obtain a polishing pad. The hardness of the surface was 97 °, the water absorption rate was 30 seconds / ml, and the wet strength was 20.4 kg / cm. When a semiconductor wafer was subjected to CMP using the polishing pad, the polishing rate was 2.3 times that of a conventional polishing pad made of foamed hard polyurethane. Also, dressing to grind the polishing pad surface with diamond is unnecessary,
Stable polishing could be continued only by brushing with nylon bristle yarn. Furthermore, the polishing flatness of the semiconductor wafer to be polished was good, and the life of the polishing pad was sufficient.

【0025】[比較例1]実施例1と同じ不職布を用い
て20重量%の100%モジュラスが90kg/cm2
のポリウレタン樹脂溶液を含浸する以外は実施例1と同
様な方法を用いて含浸基材を得た。。得られた含浸基材
中における樹脂の繊維に対する重量比率は40%あっ
た。
Comparative Example 1 Using the same non-woven cloth as in Example 1, a 20% by weight 100% modulus was 90 kg / cm 2.
An impregnated base material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the polyurethane resin solution was impregnated. . The weight ratio of the resin to the fibers in the obtained impregnated base material was 40%.

【0026】・研磨パッドの製造 得られた基材の裏面に両面粘着テープを積層して研磨パ
ッドを得た。該表面の硬度は80°、吸水速度は80秒
/ml、湿潤強度は10.0kg/cmであった。該研
磨パッドを用いて、半導体ウエハーのCMPを行ったと
ころ、従来の発泡硬質ポリウレタンの研磨パッドに比べ
て、研磨速度は、0.7倍であった。また、面内均一性
や段差平坦性に劣り、CMP本来の研磨性能を満たせな
かった。
Production of polishing pad A double-sided pressure-sensitive adhesive tape was laminated on the back surface of the obtained substrate to obtain a polishing pad. The hardness of the surface was 80 °, the water absorption rate was 80 seconds / ml, and the wet strength was 10.0 kg / cm. When the semiconductor wafer was subjected to CMP using the polishing pad, the polishing rate was 0.7 times that of a conventional polishing pad made of foamed hard polyurethane. In addition, in-plane uniformity and step flatness were poor, and the polishing performance inherent in CMP could not be satisfied.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、半導体ウエハー用、液
晶ガラス用、ハードディスク用等の精密研磨用、特にC
MP用研磨パッドとして十分な硬度と湿潤強度を有し、
かつ、簡易ドレッシングを行うことによって簡単に目詰
まりを解消することが可能な優れた研磨パッドを提供す
ることができる。
According to the present invention, precision polishing for semiconductor wafers, liquid crystal glass, hard disks, etc.,
Having sufficient hardness and wet strength as a polishing pad for MP,
In addition, it is possible to provide an excellent polishing pad capable of easily eliminating clogging by performing simple dressing.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高分子弾性重合体を含浸させた、非熱融
着繊維で構成される不織布からなる研磨パッドにおい
て、研磨パッド表面の硬度が85°以上99°以下であ
ることを特徴とする研磨パッド。
1. A polishing pad comprising a nonwoven fabric made of non-heat-fused fibers impregnated with a high-molecular elastic polymer, wherein the surface of the polishing pad has a hardness of 85 ° or more and 99 ° or less. Polishing pad.
【請求項2】 高分子弾性重合体が線状であり、その1
00%モジュラスが200kgf/cm2以上500k
gf/cm2以下である請求項1記載の研磨パッド。
2. The high-molecular elastic polymer is linear.
100% modulus of 200kgf / cm 2 or more 500k
The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing pad has a gf / cm 2 or less.
【請求項3】 非熱融着繊維が、70℃の温水中で30
%以上90%以下収縮する繊維である請求項1または2
記載の研磨パッド。
3. The non-heat-fused fiber is heated in hot water at 70 ° C. for 30 minutes.
% Or less and 90% or less.
The polishing pad as described.
【請求項4】 不織布の見掛け密度が、0.2以上0.
5以下である請求項1〜3いずれか1項記載の研磨パッ
ド。
4. The nonwoven fabric has an apparent density of 0.2 or more.
The polishing pad according to any one of claims 1 to 3, wherein the number is 5 or less.
【請求項5】 研磨パッドの吸水速度が、1秒/ml〜
60秒/mlである請求項1〜4いずれか1項記載の研
磨パッド。
5. The polishing pad has a water absorption rate of 1 second / ml or more.
The polishing pad according to any one of claims 1 to 4, wherein the polishing rate is 60 seconds / ml.
【請求項6】 研磨パッドが、精密研磨用である請求項
1〜5いずれか1項記載の研磨パッド。
6. The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing pad is for precision polishing.
【請求項7】 該精密研磨用が、化学的機械研磨用であ
る請求項1〜6いずれか1項記載の研磨パッド。
7. The polishing pad according to claim 1, wherein the precision polishing is for chemical mechanical polishing.
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